用于将电池电压模块化的结构及其主动均衡的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体上设及具有电推进或混合动力推进的机动车辆。
[0002] 本发明更具体地设及一种蓄电池，该蓄电池包括多个电能存储电池单元和一个将 所述电池单元连接在一起的电力网络。
[0003] 本发明还设及一种用于控制该蓄电池电力网络的电子部件的方法。
【背景技术】
[0004] 具有电推进的机动车辆通常配备有电动机和蓄电池，该蓄电池专用于为该电动机 和连接到所谓的"高压"网络的辅助物件供应电流。
[0005] 通常被称为"牵引用电池"的该种电池标准地包括容纳多个蓄电池单元的壳体，该 些蓄电池单元的数量是W使得电动机可W在一个预定的持续时长上生成足够的转矩和足 够的动力来推进车辆的方式来计算的。
[0006] 每个电池单元通常跨其端子呈现2至5V量级的电压。该些电池单元然后串联连 接W便达到应用所需的电压水平。跨牵引用电池的端子测量的电压因此可W达到400V。
[0007] 然而，注意的是根据该些电池单元的电量状态，该电压可W降到300VW下。现在， 针对某些动力，电压下降得越多，电动机的效率就降低得越多。还注意的是当电压下降时， 针对给定的功率，蓄电池的充电效率将降低，该是由于充电电流将具有更大的幅值（不管 该种充电是在静止的时候由专用充电器执行的还是在移动时由能量回收装置在制动期间 执行的）。
[0008] 而且观察到，牵引用电池的该些电池单元不是全部呈现相同的电量状态（也称为 "平衡该些电池单元的问题"）的，该是由于W下事实，即，该些电池单元不是全部严格相同 的（当该些电池单元离开工厂并且不随着时间W相同的方式演变时，该些电池单元的容量 W及该些电池单元的内阻并不是完全相等的）并且该些电池单元在电池的壳体内是置于 或多或少被良好地冷却的区域内的。
[0009] 因此，牵引用电池的某些电池单元会比其他电池单元有更大的局限，因此降低了 牵引用电池的总体容量W及该种电池的寿命。
【发明内容】
[0010] 本发明因此提出了一种新的蓄电池架构，其中的该些电池单元被连接成避免了对 该些电池单元进行平衡、避免了使得电动机和充电器的效率降低的问题。
[0011] 更具体地，根据本发明提出了一种诸如在前言中定义的蓄电池，其中，进一步提供 了使得该些电池单元一起分组为多个具有偶数个电池单元的合成电池单元，使得该些合成 电池单元彼此串联，并且使得该电力网络包括将每个合成电池单元的该些电池单元W并联 或串联来连接的装置、W及用于控制所述连接装置的装置，该连接装置适用于将每个合成 电池单元的该些电池单元W并联和串联方式相连接。
[0012] 因此，借由本发明，可W通过选择来使得每个合成电池单元的该些电池单元串联 或并联，w便将跨电池端子的电压调整到期望的电压上。
[0013] 实际上，该一期望电压是确保电动机或电池充电器的最大效率的电压。
[0014] 而且，借助于该种电池架构，就有可能有规律地将其中电池单元为串联连接的那 些合成电池单元变为其中电池单元为并联连接的那些合成电池单元W便重新平衡该些电 池单元的电量，从而使得蓄电池的寿命和车辆在充电之间的里程受益。
[0015] 根据本发明的蓄电池的其他优点和非限制性特性如下：
[0016]-所述连接装置在每个合成电池单元中都包括=个断路器开关；
[0017]-每个合成电池单元包括两个完全相同的支路，每个支路由至少一个电池单元构 成；
[0018]-该连接装置适用于将该两个支路W串联或并联方式相连接；
[0019]-该些合成电池单元全部是完全相同的；
[0020] -该电力网络包括用于获取电压和电流的装置，从而使之有可能推断出每个合成 电池单元和/或每个电池单元的电量状态和/或容量；
[0021] -提供了一个外壳，两个连接端子从该外壳显现出来，并且该些合成电池单元是串 联连接在所述两个连接端子之间的。
[0022] 本发明还提出了一种用于控制该样一种蓄电池的连接装置的方法，该方法包括W 下步骤：
[0023] -获取连接到该蓄电池上的电池充电器或电动机的至少一个操作参数，
[0024]-根据所述操作参数推断有待跨该蓄电池的该些端子输送的一个最佳电压，
[0025]-获取跨该蓄电池的每个合成电池单元和/或每个电池单元的该些端子的该些瞬 时电压，
[0026]-根据所获取的该些瞬时电压推断每个合成电池单元的一个电量状态参数，
[0027]-根据所获取的该最佳电压和该些瞬时电压推断出为使得跨该蓄电池的该些端子 的电压基本上等于该最佳电压，其中的电池单元必须是W串联方式相连接的合成电池单元 的数量"k"，
[002引-在对该蓄电池放电的情况下确定出其电量状态参数最大的该"k"个合成电池单 元，或是在对该蓄电池充电的情况下确定出电量状态参数最小的，
[0029]-对该"k"个合成电池单元的该连接装置加W控制，W便使得它们的电池单元串 联连接，并且
[0030]-对该些剩余的合成电池单元的连接装置加W控制，W便使得它们的电池单元并 联连接。
[0031] 有利地，在推断出该最佳电压的步骤中，在一个数据库索引中进行捜索，该数据库 索引的每条记录都将所述操作参数的一个确定的值与一个最佳电压相关联，从该数据库索 引读取出一条与所获取的操作参数和相关联的最佳电压相对应的记录。
【附图说明】
[0032] 参照通过非限制性实例给出的附图进行的阐述将明确地阐明本发明由什么组成 W及可W如何实施本发明。
[0033] 在该些附图中；
[0034]-图1是根据本发明的蓄电池的示意图；
[0035]-图2和图3是处于两种不同状态的图1的蓄电池的电池单元和电力网络的示意 图。
【具体实施方式】
[0036] 在图1中，已经展现了一个用于机动车辆的蓄电池1。
[0037] 并未在此展现的机动车辆包括被设计成用于推进机动车辆的一个电动机和用于 为蓄电池1充电的一个充电器。
[0038] 该机动车辆还可W包括再生制动装置，从而使之有可能回收对机动车辆进行制动 所产生的能量，从而对蓄电池1充电。
[0039] 在此，该蓄电池是专用于为电动机和连接到车辆的所谓的"高压"网络上的许多辅 助物件供应电流的牵引用电池1。
[0040] 该机动车辆还常规地包括一个存储壳体4,一个正极2和一个负极3端子从该存储 壳体显现出来。
[0041] 该机动车辆还在存储壳体4内包括多个电能存储电池单元11、12、21、22、31、32和 一个电力网络5,该电力网络具体使之有可能具体将该些电池单元11、12、21、22、31、32连 接至负极3端子和正极2端子。
[0042] 在此，该些电池单元11、12、21、22、31、32具有裡离子类型。一旦被充好电，该些电 池单元中的每个电池单元都呈现跨其端子的2和5V之间的电压。
[0043] 为了附图的清晰性，已经在附图中展现了该些电池单元中的仅六个电池单元11、 12、21、22、31、32。
[0044] 实际上，牵引用电池1将包括更高数量N的电池单元，其被选定的方式为使得电动 机可W在一个预定的持续时长上产生足够的转矩和足够的动力来推进机动车辆。
[0045] 典型地，将使用约200个电池单元，其方式为使得跨牵引用电池1的正极2端子和 负极3端子的电压具有400V的量级并且具有足够的容量。
[0046] 于是，本发明更确切地设及将该些电池单元11、12、21、22、31、32彼此连接的方 式。
[0047] 更确切地，根据本发明，该些电池单元11、12、21、22、31、32是W具有偶数个电池 单元的合成电池单元10、20、30方式来分布的。
[0048] 电力网络5于是包括多个电导体51 (诸如电线），该些电导体将该些合成电池单元 10、20、30彼此串联连接在正极2端子和负极3端子之间。
[0049]电力网络5进而在每个合成电池单元10、20、30内包括连接装置52，该连接装置不 仅适用于使得该合成电池单元的该些电池单元11、12、21、22、31、32W串联相连接而且还 适合于使它们W并联相连接。